我建立了自己的DIY游戏中时光倒流滑块，其功能与Slypod十分相似-制片帮

注意：截至2019年8月26日，最令人难以置信的家用摄像头装备奖授予 tomingul的8-度自由度机器人！ 它占用了整个房间，并且可以使用gcode来执行一些惊人的相机效果。我的钻机不那么酷，但移动性更高，构建起来也更简单。

相机滑块是用于制作动态缩时视频的有趣工具，并且具有一些很酷的功能。这是一个聪明的小工具，可以像相机滑块一样移动，但折叠起来却小得多。 Eggtimers也通常用于产生类似效果。某些高端齿轮可以同时滑动和旋转相机，以达到特别酷的效果。但是，如何构建一个可以达到11个的那一个呢？

艾琳（我 nverted [R adial，E xtensio N，E ggtimer）不仅命名为聪明的女人（NEE阿德勒）谁扑空福尔摩斯，又聪明的功能，它可以执行。 “径向倒置”是滑块的定义功能，在任何家用相机滑块上似乎都不可能实现。它可以使相机围绕前景主体旋转一圈，从而在背景视图不断变化的同时保持主体在视野中。这里有些例子：

基本概念：

滑块具有三个自由度：一个安装在三脚架顶部的主旋转器 ，一个延伸的动臂和一个位于臂末端的辅助旋转器 。通过此设置，摄像机可以在半径为臂杆最大延伸长度的圆内移动，而不能在半径为臂杆最小延伸长度的小圆内移动。

我使用的特定吊杆的最大长度为150厘米，最小长度为25厘米。该手臂最长的直线运动为246厘米。这意味着只有150厘米长的机器可以代替246厘米长的传统滑块！请记住，延伸到150厘米需要一个良好的三脚架和头部-并且没有风。

施工：

这是几张照片。请注意，在此过程中进行了较小的更改和升级，因此某些照片可能显示了后来被更换的部件。

底座上有一个用于安装轴承的管，一个用于固定主旋转皮带轮的顶板，一个与Arca-Swiss兼容的安装块以及一个用于稳定杆的楔形安装件（有关更多详细信息，请参见下文）。顶板上的孔具有部分功能，且大多是美观的。

我3D打印了六个部分的主旋转轮。它们的形状像AK-47小型杂志……这样做是因为它们相当垂直，因此使它们更易于打印。所有3D打印零件均由PETG制成，可承受室外环境。将两个轴承安装在管子之间，并用垫片隔开。

我有一些帮助将所有内容组合在一起。

安装在基座上的气泡水准仪有助于现场平整。

转子通过轴承向右滑动，并通过底部的螺母固定。

这是主旋转器的一些组件视图。动臂穿过一系列轴承滑动。动臂伸展驱动器转动前轴承之一。最终，我增加了第三个前轴承，以在动臂缩回时保持驱动轴承上的压力。

主要的转子驱动器是一台小型Nema-17电动机，带有16:60减速驱动器，可转动20齿皮带轮。固定在主旋转皮带轮上的GT2钢芯皮带围绕着两个轴承和20齿皮带轮。由于皮带不是闭环的，因此初级皮带无法完全旋转360度。设置时只需要一点烦恼和注意事项即可。

我建立了一个自定义控制器单元（下面将详细介绍）。

滑块使用我设计的DeWatt电池适配器由DeWalt 18v电池供电。对于许多需要相当数量的移动电源的项目而言，此适配器是不二之选。启用所有电动机后，A4988电动机驱动器的电压为18v，从中汲取约0.5A的电流。 LM7805稳压器可降低所有其他组件的电压。

1英寸的铝方管用作放置在滑块中的动臂。最初，我使用3/4英寸的铝方管，但发现它缺乏刚性。 1英寸仅用我的佳能7D和一个不错的镜头将其完全扩展时，就已经不足。 3.5毫米螺旋扬声器线将相机的快门释放线连接到控制器。不幸的是，次级电动机导线没有盘绕，所以我只是将它们用拉链固定在盘绕的电缆上。请注意滑块背面的稳定杆-下文将进行详细说明。

稳定杆的特写照片结束。它可以轻松锁定到主旋转器底座，并使用维可牢尼龙搭扣带固定在三脚架腿上。横杆也分成两部分，因此可以放入储物盒中。

辅助转子安装在动臂末端。我从一个旧的球头开始，这个球头很难调整。最终，我决定给自己装上一个从未使用过的Manfrotto PIXI迷你三脚架。按此调整功能就是此应用程序的蜜蜂的膝盖！头部以一定角度安装在旋转轴上，以增加头部的倾斜范围。经过一些测试，我发现单减速比的设计不够精确，无法平稳地进行延时拍摄，因此我在旋转器上再增加了约4：1的减速比。

新的辅助旋转器的运动异常出色。现在，我可以在作物传感器相机上使用50mm镜头进行延时拍摄，而不会出现明显的抖动。

原来的遥控器（如上图所示）非常糟糕，因为这些开关没有一致的闭路电阻。由于通信是简单的模拟信号，因此引起了许多问题。它的外形非常棒，3.5毫米插孔使它易于断开连接，更换电缆等。后来，我对遥控器进行了大修，使其使用内部微动开关。新的遥控器真的很好！它体积小，易于握持，戴着手套即可轻松操作且非常可靠！仅需2个部分即可进行3D打印，并且开关无需额外的紧固件即可滑入机壳。有空的时候我会分享的。

控制器和用户界面：

该控制器基于ATMega328p –与Arduino Uno上的芯片相同。我为此项目构建了一个定制板，但是带有定制屏蔽的Arduino也可以正常工作。 ATMega运行三个A4988步进驱动器，一个1602 LCD，相机快门和一个遥控器。这可以方便地使用控制器上的每个GPIO引脚进行计算。每个步进驱动器需要3个引脚（step，dir，enable），总共9个。并行LCD接口需要7个引脚。遥控器有2个针脚，快门控制有1个针脚。

拥有遥控器非常重要，因为操作员在设置过程中必须跟随摄像机，并且不能轻易留在控制器上。它配备有六个按钮（上/下，左/右和辅助左/右），并通过两条模拟信号线（通常由3.5mm延长线连接）连接到ATMega。

有两种拍摄模式可供选择：反向放射状（围绕一个对象射击一圈）和扩展/ Eggtimer（从一个位置笔直移动到下一个位置）。扩展/ Eggtimer功能易于使用，只需将摄像机移至开始位置并选择“设置目标”，然后将其移至结束位置并选择“设置目标”即可。滑块不关心相机是移动，旋转还是组合。它只会从X _开始移动到X _结束， Y _开始移动到Y _结束，而θ _开始移动到θ _结束（以下更多有关这些术语）。

径向逆函数不同。用户首先选择要移动的目标对象，并且这样做的方法非常酷。如果可以将相机放在拍摄对象上，则只需按“设置目标”。但是，如果拍摄对象太大而无法将相机放置在上面（例如树），则可以仅从两个角度（通过相机的目镜）对准对象，然后在每个位置选择“设置目标”。控制器可以通过计算那些视角的交点来对物体的位置进行三角测量。

通过选择一个目标（位于目标上方的摄像机）或两个目标（从两个角度对准目标的摄像机）设置目标后，用户将摄像机移至延时摄影的结束位置。这具有设置θ _端和DIST _对象的效果。最后，用户可以将相机旋转到θ _开始位置，然后按Start。当摄像机围绕对象绕一个完美的圆周旋转时，它将捕获一个延时。

如果设置了总间隔拍摄时间，则将以相等的间隔拍摄照片。控制器计算出最短的间隔时间，以确保每张照片具有相等的时间间隔。也可以将间隔时间设置为0，这使控制器可以尽快拍摄照片。算法确定运动停止后要等待多长时间才能使相机震动减弱。随着动臂伸展，等待时间增加。

一些数学：

现在最有趣的部分！我写了一个Arduino库来处理数学，所以这只是一些有趣的背景。

为简单起见，我们要使用坐标X ， Y表示笛卡尔网格上的摄像机位置，其中X是横轴（向右移动为正）， Y是纵轴（向前向为正），原点为主要枢纽。另外，相机的视角表示为θ （Theta），其中0表示正前方（沿Y轴），向右旋转为正。

为了绕对象循环移动，我们还有一些其他参数要表达。 X _object ， Y _object是对象在笛卡尔网格上的位置。 DIST _对象是从摄像机到对象的所需距离。在延时拍摄过程中，这三个参数保持不变。

滑块的坐标为A （以弧度为单位的主转子位置）， B （以电机步进为单位的动臂伸展位置）和C （以弧度为单位的辅助转子位置）。不幸的是， A轴和C轴不会每步旋转一个弧度，因此代码需要包括这些位置的系数（以每弧度为单位）。如果我们将B电机的步长用作笛卡尔网格的单位，那么我们就不需要B电机的系数-但是我们需要X和Y坐标的系数将它们转换为更易理解的单位如毫米或英寸。这对于设置最小和最大动臂延伸长度很重要。

因此，控制器需要执行以下功能：

给定X ， Y和θ ，计算A ， B和C
给定A ， B和C ，计算X ， Y和θ
给定两对A ， B和C坐标，对X _对象和Y _对象进行三角剖分
给定X ， Y ， X _对象和Y _对象，计算DIST _对象
给定X _对象， Y _对象， DIST _对象和θ ，计算X和Y

这是等式：

A = atan（ X / Y ）， B = sqrt（ X ^ 2 + Y ^ 2）， C = θ– A
X = B * sin（ A ）， Y = B * cos（ A ）， θ = A + C
这一行的数学太多–请阅读此书，看看是否可以证明……
DIST _对象 = sqrt（（ X - X _对象）^ 2 +（ Y - Y _对象）^ 2）
X = X _对象 – sin（ θ ）* DIST _对象， Y = Y _对象 – cos（ θ ）* DIST _对象

当然，图书馆处理的某些事情还不是很明显。例如，次级转子位置0实际上正好直接向后，即θ = pi。也有θ =（pi / 2）+（k * pi）的情况，这导致tan（ θ ）= NAN（非数字）。该库可正常处理这些问题。

码：

可以在此处找到固件。它可以在Arduino上运行，只需确保设置引脚定义即可。我没有花很多时间来简化代码。它s肿，丑陋，而且有效。上面提到的定位库效果很好。

向AccelStepper库大喊大叫，以移动步进电机。我喜欢步进电机加速的声音！这对于保持主旋转器的加速度非常低也非常有用，这样相机就不会太猛烈地晃动。

在不阻塞代码的情况下测量来自控制器的模拟信号（从不使用analogRead（））。 Nick Gammon对此做了很好的解释。

一些基本设置保存在EEPROM中，可以在“设置”子菜单下进行设置。其中包括A，B和C系数，最小和最大臂杆伸展度以及次级电动机旋转的极性（用于将摄像机从上到下切换，反之亦然）。这些设置可以在现场进行设置，因此在进行初始编程后，无需计算机。

由于滑块被设计为无需计算机即可在野外工作，因此狩猎错误可能会很麻烦。为了使事情变得更容易，该代码将每次定时将数据保存到EEPROM。如果出现错误，则用户可以通过UART连接计算机，然后在家中重新运行它。有足够的空间可将最后六个游戏中的间隔时间保存在EEPROM中，并且当新的间隔开始时，最早的会自动覆盖。通过UART连接时，它可以检索基本参数，再次运行定位计算，然后将所有内容以CSV格式吐出。